作者：吴小帆  许志华 吴玉翠

　　 [摘要]本音频信号分析仪由32位MCU为主控制器,经AD转换,对音频信号进行采样,把连续信号离散化,然后通过FFT快速傅氏变换运算,在时域和频域对音频信号各个频率分量以及功率等指标进行分析和处理,然后通过高分辨率的LCD对信号的频谱进行显示。该系统能够精确测量的音频信号频率范围为20Hz-10KHz,其幅度范围为20mVpp-5Vpp,分辨力分为20Hz和100Hz两档。测量功率精确度高达1%,并且能够准确的测量周期信号的周期,是理想的音频信号分析仪的解决方案。
　　[关键词]AD转换 采样 离散化 FFT 频谱显示
　　
　　一、概述
　　音频是多媒体传播中的一种重要媒体。人耳所能听见的音频信号的频率范围大约是0.02-2OkHz,其中语音信号大约分布在0.3-4kHz之内,而其他自然声响是全范围分布的。声音经过模拟设备记录或再生,成为模拟音频,再经数字化成为数字音频。这里所说的音频分析就是以数字音频信号为分析对象,以数字信号处理为分析手段,提取信号在时域、频域内一系列特性的过程。
　　各种特定频率范围的音频分析有各自不同的应用领域。对于0.3-4kHz之间的语音信号的分析主要应用于语音识别;而对于0.02-20kHz之间的全范围的语音信号分析则可以用来衡量各类音频设备的性能。所谓音频设备就是将实际的声音拾取到将声音播放出来的全部过程中需要用到的各类电子设备。
　　二、实施方案
　　1.采样方法。由于32位MCU -LPC2148是60M的单指令周期处理器,所以其定时精确度为16.7ns,已经远远可以实现我们的40.96KHz的采样率,而且控制方便成本便宜,所以我们选择由MCU直接采样。
　　2.处理器。由于快速傅立叶变换FFT算法设计大量的浮点运算,而一个浮点占用四个字节,所以要占用大量的内存,同时浮点运算时间很慢,普通的8位MCU一般难以胜任。综合内存的大小以及运算速度,我们采用Ph

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